摘要：在利用ASM2d模型對(duì)城市污水處理廠氧化溝工藝進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬的基礎(chǔ)上,將曝氣能耗、污泥產(chǎn)量與出水水質(zhì)超標(biāo)率整合為一個(gè)綜合效能指數(shù),對(duì)該工藝進(jìn)行了成本-效能分析。最優(yōu)運(yùn)行策略為:3~10月溫度高于15℃時(shí)運(yùn)行8臺(tái)曝氣轉(zhuǎn)刷,其余時(shí)間段運(yùn)行10臺(tái)轉(zhuǎn)刷,同時(shí)剩余污泥排放量控制在250 m3/d。這一策略能夠使出水NH4-N和TN的超標(biāo)率分別低于5%和2%,保證出水TP的持續(xù)達(dá)標(biāo),與常規(guī)運(yùn)行策略相比,在明顯降低氮磷超標(biāo)率的同時(shí),節(jié)省曝氣能耗約12%。

環(huán)境污染和能源危機(jī)是世界各國所面臨的兩大挑戰(zhàn)，而生物廢水處理在水體污染控制中發(fā)揮著越來越重要的作用，但廢水處理的高能耗一直是困擾行業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此，如何降低成本實(shí)現(xiàn)污染物高效去除始終是環(huán)境工程師和污水廠管理人員所追求的目標(biāo)。自20世紀(jì)90年代以來，研究人員提出了基準(zhǔn)測試仿真模型benchmark simulation model（BSM1、BSM1-LT和BSM2），應(yīng)用于各種生物廢水處理工藝運(yùn)行策略的評(píng)估與優(yōu)化。

BSM系列模型采用了幾個(gè)重要的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)工藝運(yùn)行策略進(jìn)行評(píng)估，主要包括工藝性能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)成本指標(biāo)'前者包括出水水質(zhì)與出水超標(biāo)率，后者包括曝氣能耗、水泵能耗和污泥產(chǎn)量等指標(biāo)。為了便于污水處理廠的運(yùn)行與管理，有研究提出了一種計(jì)算方法，將出水水質(zhì)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為貨幣單位即排污費(fèi)；但在污水廠最為關(guān)心的出水水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)率與運(yùn)行費(fèi)用指標(biāo)方面，仍難以做到有機(jī)的整合。具體參見http://wlmqsb.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

本研究將BSM模型中曝氣能耗和污泥產(chǎn)量這兩個(gè)經(jīng)濟(jì)成本指標(biāo)分別歸一化并與出水水質(zhì)超標(biāo)指數(shù)整合為一個(gè)無量綱的綜合效能指數(shù)，用作污水生物處理工藝性能評(píng)價(jià)的判據(jù)；同時(shí)針對(duì)以轉(zhuǎn)刷曝氣裝置為供氧方式的北方某城市污水處理廠氧化溝工藝，采用國際水協(xié)活性污泥模型ADM2d對(duì)該系統(tǒng)的脫氮除磷性能進(jìn)行長期運(yùn)行動(dòng)態(tài)模擬；在此基礎(chǔ)上基于情景分析對(duì)工藝的曝氣能耗、出水水質(zhì)超標(biāo)率、污泥產(chǎn)量以及綜合效能指數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出優(yōu)化的運(yùn)行策略。

1材料與方法

1.1氧化溝工藝流程

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